گرافت های عروقی مهندسی شده بافتی مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسان
تاریخ انتشار: دوشنبه 19 آبان 1393
| امتیاز:
در این مطالعه استفاده از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی (hiPSCs) برای ایجاد گرافت های عروقی مهندسی شده بافتی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا دودمان سلول های بنیادی پرتوان القایی از طریق یک میانجی ستیغ عصبی با استفاده از یک برنامه تمایزی تعریف شده شیمیایی فاقد سرم به یک رده مزانشیمی تمایز داده شد. سلول های حاصل مارکرهای مزانشیمی شناخته شده (CD90 ، CD105، CD73 و شاخص CD45 منفی) را نشان داده و به چندین رده مزانشیمی (استخوان، غضروف و چربی ) تمایز یافتند. سپس گرافت های عروقی عملکردی با کشت سلول های مزانشیمی مشتق از hiPSC دریک سیستم راکتور ضربانی طی بیش از 8 هفته برای القاء تمایز سلول های عضلانی صاف و تولید ماتریکس کلاژنی مهندسی شدند. تجزیه و تحلیل بافت شناسی، لایه های سلول های عضلانی صاف کالپونین مثبت را در یک ماتریکس غنی از کلاژن تایید کرد. تست های مکانیکی نشان دادند که گرافت ها میانگین فشار پی درپی 700 میلیمتر جیوه دارند که حدود نصف رگ های طبیعی است. علاوه براین، مطالعات نشان داد که کلون های سلولی بنیادی مزانشیمی با کاریوتیپ طبیعی منجر به تولید گرافت هایی با ویژگی های قابل پیش بینی از گرافت های عروقی مهندسی شده شدند، در حالی که کلون های دارای اختلالات کروموزومی ساختارهای عروقی کلسیفیه را ، احتمالا به دلیل آپوپتوز سلول ها در طول کشت، تولید کردند. در مجموع، این نتایج نگرش قابل توجهی را در استفاده از سلول های بنیادی پرتوان القایی برای تولید گرافت های عروقی ایجاد کرده است. این سلول ها راه را برای شخصی سازی گرافت های عروقی مختص بیمار برای کاربردهای جراحی و همچنین ایجاد مدل های تجربی تکوین و بیماری عروق گشوده است.
Stem Cells Transl Med. 2014 Nov 5. pii: sctm.2014-0065. [Epub ahead of print]
Tissue-Engineered Vascular Grafts Created From Human Induced Pluripotent Stem Cells.
Sundaram S1, One J2, Siewert J2, Teodosescu S2, Zhao L2, Dimitrievska S2, Qian H2, Huang AH2, Niklason L2.
Abstract
The utility of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) to create tissue-engineered vascular grafts was evaluated in this study. hiPSC lines were first induced into a mesenchymal lineage via a neural crest intermediate using a serum-free, chemically defined differentiation scheme. Derived cells exhibited commonly known mesenchymal markers (CD90, CD105, and CD73 and negative marker CD45) and were shown to differentiate into several mesenchymal lineages (osteogenic, chondrogenic, and adipogenic). Functional vascular grafts were then engineered by culturing hiPSC-derived mesenchymal progenitor cells in a pulsatile bioreactor system over 8 weeks to induce smooth muscle cell differentiation and collagenous matrix generation. Histological analyses confirmed layers of calponin-positive smooth muscle cells in a collagen-rich matrix. Mechanical tests revealed that grafts had an average burst pressure of 700 mmHg, which is approximately half that of native veins. Additionally, studies revealed that karyotypically normal mesenchymal stem cell clones led to generation of grafts with predicted features of engineered vascular grafts, whereas derived clones having chromosomal abnormalities generated calcified vessel constructs, possibly because of cell apoptosis during culture. Overall, these results provide significant insight into the utility of hiPS cells for vascular graft generation. They pave the way for creating personalized, patient-specific vascular grafts for surgical applications, as well as for creating experimental models of vascular development and disease.
PMID: 25378654